感知農業物聯網精準農業管控追溯項目介紹

中國聯通江蘇省分公司 董明

感知農業物聯網精準農業管控追溯項目介紹

中國聯通江蘇省分公司 董明

近年來，我國進入食品安全事件頻發期,“問題食品”之多，涉及范圍之廣，造成惡果之重，已到了令人談“食”色變的地步。如何找到有效的跟蹤、管理、追溯與評估方法保證安全，是中國目前在食品安全問題上急待解決的重要課題。鑒于此，江蘇聯通聯合無錫大來互動網絡有限公司，與無錫市某生態農莊發展有限公司三方聯手打造針對有機農產品（蔬菜）的智能信息化項目。

物聯網；食品追溯；農業

項目背景

近年來，我國進入食品安全事件頻發期。食品安全問題被列為中國商業十大熱點問題之一。“問題食品”之多，涉及范圍之廣，造成惡果之重，已到了令人談“食”色變的地步。明天我們還能吃什么？如何找到有效的跟蹤、管理、追溯與評估方法保證安全，是中國目前在食品安全問題上急待解決的重要課題。

鑒于此，在物聯網網發展的大環境下，江蘇聯通聯合無錫大來互動網絡有限公司，與無錫市某生態農莊發展有限公司簽訂了投資額超千萬元的項目協議，三方聯手打造我省首個針對有機農產品（蔬菜）的智能信息化項目。

項目實現方案

1、項目介紹

感知農業——物聯網精準農業管控系統通過現代傳感技術及通信技術對有機蔬菜從來源、生產、檢測體系及現代物流等環節進行全過程可視數字化管理，并為消費者提供全過程可視追溯查詢平臺，通過對種植不同品種農作物的農業設施大棚部署基于無線智能傳感網絡而開發的物聯網管控系統終端，系統可全面自動采集農作物生長環境信息，透過傳感器網絡將實時數據連接到通訊模塊，并通過聯通公司2G/3G無線傳輸發送至智慧農業系統平臺；從而實現對設施大棚通風系統、內外遮陽系統、濕簾水泵、滴灌噴淋等設備進行遠程操控；也可以通過智慧農業系統平臺將監測結果和控制設備實現聯動，用戶只需要輸入相關農作物生產環境參數即可實現對農業設施大棚農作物生長環境的全自動控制，為設施大棚內所種植的農作物提供最佳的生長環境、實現增產增效；智慧農業系統平臺可以實現界面提示、聲音告警和短信聯動報警等多方面提醒方式，確保工作人員在第一時間收到相關告警信息，使之響應速度達到最高。相關農業科技人員及涉農科研院所根據各自職責分工，將被授予不同的管理和查看權限，根據各自系統登錄賬號，可以隨時隨地通過互聯網或聯通智能終端方式登錄系統平臺，實時監測農業設施大棚內相關傳感器動態信息、監控視頻信息、進行遠程技術指導、農產品生長數據模型庫建立、農產品生長數據調用查詢、農產品食品安全級生產過程全程溯源等功能。對江蘇省內或者其他地區相關物流企業或個人開通網上信息發布平臺和有授權的查詢功能，使其可以快速便捷的在物聯網精準農業管控系統查找第三方物流信息，使其能保證將農作物24小時內送至貨主手中。

2、網絡架構圖

3、系統功能：

（1）、RFID電子標簽

在蔬菜身上安裝電子標簽，并代表該蔬菜的ID代碼。當蔬菜進入RFID固定式閱讀器的識別范圍，或者工作人員拿著手持式閱讀器靠近蔬菜時，閱讀器就會自動將蔬菜的數據信息識別出來。如果將閱讀器的數據傳輸到物聯網農業示范應用平臺，便可以實現對蔬菜的跟蹤。通過使用RFID等無線技術的管理監測設備自動記錄影像與土壤酸堿度、溫濕度、日照量乃至風速、雨量等微氣象，詳細記錄農產品的生產成長記錄。采集和處理網絡覆蓋區域中被監測對象的信息并發送給觀察者。

（3）、智能溫室控制

智能溫室控制主要是根據外界環境的溫度、濕度、二氧化碳含量、光照以及風速、風向、雨量等氣候因素，來控制溫室內的溫度、濕度、通風、光照，創造出適合作物生長的最佳環境，同時還需對影響作物生長的各種營養元素進行動態的配方管理。在這種控制中，溫度、濕度、二氧化碳含量、光照等被控量之間存在著強烈的相互關系，某個被控量的改變，會影響到其他被控量的變化。

（2）、無線傳感器節點（WSN）

在傳統農業中。人們獲取農田信息的方式都很有限，主要是通過人工測量，獲取過程需要消耗大量的人力，而通過使用無線傳感器網絡可以有效降低人力消耗和對農田環境的影響，獲取精確的作物環境和作物信息。

無線傳感器網絡是一種無中心節點的全分布系統。通過隨機投放的方式，眾多傳感器節點被密集部署于監控區域。這些傳感器節點集成有傳感器、數據處理單元、通信模塊和能源單元，它們通過無線信道相連，自組織地構成網絡系統。其目的是協作地感知、

針對智能溫室的特點，智能溫室控制系統應是一種具有良好控制精度、較好的動態品質和良好穩定性的系統。對植物生長不同階段的需求制定出監測的標準，對溫室環境監測，將測得的參數進行比較后進行調整。

溫室生態環境控制系統的由三個部分組成：信息采集信號輸入部分，它包括室內、室外溫度、濕度、二氧化碳濃度及光照信息采集等；信息轉換與處理部分，主要功能是將采集的信息轉換成計算機可識別的標準量信息進行處理，輸出決策的指令；輸出及控制部分，控制風機、噴霧系統、遮陽系統及窗的開關等系統，使植物的生長實現工廠化的生產控制過程。

可控制的設備：根據采集到的各種信息與溫室內栽培作物的專家系統知識，對排風扇、濕簾降溫系統、噴滴滲等灌溉系統、內外遮陽網系統、加溫系統、濕度調節系統及補光系統等各種設備進行控制，以創造適合植物生長發育的適宜條件。

本系統由聯通WCDMA-3G實現無線數據傳輸。同時溫室監控系統中添加手機短信發送功能，可以在監控軟件中設定緊急狀況的短信通知功能，實現大棚管理的數字化、智能化。

（4）、現場圖像傳送

為了便于過程追溯，本項目建立農莊蔬菜大棚圖像傳輸系統，根據需要，每小時對監控的大棚菜地進行拍照存檔，并通過聯通3G網絡進行圖像實時傳送。下圖為實時監控畫面。

案例意義

1、經濟效益：

經濟效益可觀，每畝地成本8000元，收益：蔬菜成活率提供40%-60%，每畝有機肥使用量下降30%，人力成本下降50%，系統投產一年后可以收回成本。可以廣泛采集植物生長數據特征庫，實現大部分品種的跨地域種植。

建立準確農業信息服務技術體系，并進行試驗，形成“科研機構+公司+農業專業合作社+農戶”的低成本、傻瓜化綠色農業信息服務新模式。形成產業規模后，工程有望成功復制到全國。從中可獲得可觀的經濟效益。通過應用示范，廣大農戶將獲得顯著的經濟與社會效益，從信息服務中嘗到了甜頭,可采取收取少量服務費的方式維持項目的持續運行。信息的使用，必將會引進通信服務集成商的興趣，通信中會給服務集成商帶來一定的市場空間，無論是設備、信息流量、相關產業的帶動都會出現一些新的利潤增長。通過農業信息通信服務的形式，以及建立網上銷售平臺等業務，從而獲取一些基本費用。最終發展為依靠信息增值服務自行解決運行費用問題，形成可以良性的綠色農業信息服務的長期運行模式。

該物聯網農業示范區項目完成后，經濟效益主要體現在通過技術轉化與擴散為企業帶來的效益。近期（3年內）通過技術擴散，預計能夠為相關企業增加產值約5000萬元，中期（4—6年）增加產值達2億元。力爭實現經濟能力不斷增強，保持良好持續的發展能力，較長時間內處于良性循環狀態。

2、社會效益：

項目將通過農村信息化技術的突破，將從根本上改變農業管理與發展模式，實現傳統農業的綠色化改造，轉變農業經濟增長模式，提高農業的整體管理水平，促進農村經濟發展，通過示范區應用，輻射與帶動周邊區域經濟增長，加快實現農村跨越發展模式探索。

項目將有利于提升農民的信息能力，提高農民科技文化素質，改變農民的傳統生產觀念、生產方式、有利于農民做出生產決策，并且激發農民學習科技技術知識的積極性、培養造就懂科學、會管理、善經營的新型農民，充分體現科技進步對農村社會發展的作用。

3、聯通項目中的收益

聯通積極參與物聯網示范應用項目，除基本的數據、圖像傳輸的數據流量費用外，通過項目實施，讓更多的人了解聯通3G網絡的品質，使用聯通3G手機。按生態農莊試驗田1000畝計，平均1畝設置一個傳輸點，需要3G無線模塊1000臺套，按50元計算，可獲通信收入5萬。